Neurotransmisores
Los neurotransmisores son compuestos químicos, que transmiten señales o información de una neurona a otra adyacente a ella, cuando son liberados en las sinapsis por las vesículas presentes en la neurona presináptica. Su liberación permite su interacción con los receptores de la neurona postsináptica donde actúan desencadenando un cambio en la actividad eléctrica que se traducen en potenciales de acción. Así se transmite la señal a través de la red neuronal. Abordado en la parte 1, recordamos un ejemplo en forma lineal de los pasos en un circuito del Sistema Nervioso Central (SNC) que ocurren cuando llega la señal del ambiente, externo o interno, hasta que se produce el comportamiento: Estímulo — Percepción — Neuronas — Sinapsis/comunicación — Circuito neuronal/liberación de neuroquímicos/neurotransmisores — Sentir —Conducta/comportamiento.
Fuente: Nerurotransmisores – UNAM
Existen más de 60 neurotransmisores que tienen distintas funciones y debido a la complejidad del medio, se requiere que exista una específica y excelente coordinación entre neuronas para poder permitirle al encéfalo funcionar de una manera coordinada.
Los neurotransmisores son la fuente de comunicación que habilita la adaptación a distintas situaciones en un entorno cambiante. Ellos regulan la activación de distintas células nerviosas o neuronas para que se ejecuten las funciones mentales; por ejemplo, en una situación de depresión y ansiedad es necesario que suban los niveles de serotonina (aumentar la motivación) y que bajen los de dopamina (disminuir la adicción/recompensa), todo lo cual repercutirá en la mente.
Por otra parte, el andamiaje formado por las neuronas y los neurotransmisores son la base de sostén de la gran variedad de tareas del cerebro como serían la gestión de las emociones, planificación y creación de estrategias, realización de movimientos involuntarios y el uso del lenguaje, como ya se ha expresado.
Algunos tipos de neurotransmisores y su función son:
Serotonina, el neurotransmisor de la felicidad, el placer o el humor, mejora la capacidad de decidir, pero sus bajos niveles se asocian con depresión y ansiedad por lo que ayuda a combatir el estrés y la ansiedad en los niveles adecuados.
Adrenalinao epinefrina actúa en situaciones de peligro o excitación e influye en el bienestar del organismo al estimular funciones que nos ayudan a enfrentar el peligro – lucha/huida – y nos permite reaccionar ante el estrés.
Endorfinasproducen sensación de placer y euforia, alivian el dolor, se liberan con el ejercicio físico, el enamoramiento, la actividad sexual, el comer chocolate y el reírse.
Dopamina está asociada con la motivación y recompensa, la atención, y sensaciones agradables y de bienestar, pero también está asociada a la adicción cuando cronifica.
Cortisol, la hormona del estrés, es liberado por la glándula suprarrenal en forma circadiana – vigilia/sueño – y afecta el metabolismo; por ejemplo, sus niveles elevados ocasionados por el estrés aumentan la presión arterial y alteran el sueño, aún peor es que su cronicidad deprime el sistema inmunológico durante el estrés crónico; sus niveles disminuyen con la relajación.
Oxitocina actúa como un refuerzo positivo e incrementa el placer, la complicidad, el afecto y la confianza.
Los neurotransmisores se pueden dividir en los que tienen una función negativa y los que tienen una función positiva como la oxitocina, dopamina, serotonina y endorfina. Existen otros neurotransmisores como el glutamato, GABA, acetilcolina, óxido nítrico y purinas. En esta imagen presentamos los que tienen función positiva y en cuáles alimentos se encuentran:
Redes neuronales
Unas de las grandes preguntas de la neurociencia son ¿cómo decidimos cada día?, ¿cómo el cerebro, órgano muy complejo y enigmático, logra transformar las señales del entorno, las expectativas y deseos en comportamiento?, y ¿cómo las neuronas de muchas áreas están interconectadas e integran las entradas sensoriales con perspectivas previas para dar lugar a la toma de decisiones?, entre otras. Las decisiones puedes ser automáticas o racionales y en ambos casos el cerebro procesa el estímulo, valora las opciones en base a lo guardado en la memoria o la experiencia y puede anticipar lo que sucederá para decidir. Las redes neuronales están compuestas por la interconexión de circuitos neuronales que son los principales mediadores de las diversas capacidades del cerebro y su desarrollo especializado requiere constantemente de una compleja coordinación durante el neuro desarrollo.
La estructura y función de los circuitos neuronales, independientemente de su especificidad, cambia y evoluciona ante una amplia exposición de experiencias ambientales a las que se adaptan, particularmente, ante períodos críticos que pudieran estar vinculados a la salud y enfermedad.
Es por estas adaptaciones que la complejidad de las neuronas no solamente reside en la función de cada una, ni en su capacidad de neurogénesis para multiplicarse o en su neuroplasticidad, sino que su máxima complicación está vinculada a su capacidad de crear conexiones que pueden ser más sencillas como los circuitos neuronales o extremadamente complejas como la formación de la redes neuronales que abarcan todo el cerebro y constituyen la base biológica de la inteligencia, creatividad, capacidades y destrezas.
Las neuronas constituyen interconexiones de cientos de áreas que procesan información asociadas a sensaciones, decisiones, acciones y comportamientos de acuerdo a su especificidad anatómica. Sus funciones son tan múltiples y extendidas que han servido, al menos durante los últimos 70 años, y aún sirven de modelo para la creación la Inteligencia artificial (IA). Si uno quiere buscar redes neuronales en Google lo que aparece son la redes de la IA. Las Fuentes: UNAM y Smithsonian magazine – 2025
Gracias al avance de las técnicas de imagen, han disminuido las limitaciones para los estudios electrofisiológicos del cerebro de animales. Se comenzaron estudios parciales del cerebro en ratones, pasando por los ensambles neuronales y las investigaciones en el cerebro de la mosca de la fruta hasta llegar al mapeo cerebral de un ratón. Investigaciones que mencionaremos a continuación.
Es interesante comenzar con el trabajo del neurocientífico del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Sebastian Seung, para tener una visión más amplia de lo indescifrable que es nuestro cerebro. El conectoma, un patrón de ensambles neuronales, fue desarrollado por este neurocientífico, quién se destaca por su esfuerzo en tratar de trazar el mapa de las conexiones neuronales o descifrar el cableado del cerebro, teniendo en cuenta que un milímetro cúbico de cerebro humano contiene 100.000 neuronas y cada una puede realizar 10.000 conexiones con sus células adyacentes, cuentas que alcanzan los mil millones –1.000.000.000 – de conexiones. Él dice que nuestro sistema de conexión interneural o conectoma nos hace únicos.
En su camino científico, en 2024, Seung dio un paso colosal al lograr el mapeo del cerebro de una mosca, en conjunto con un grupo de investigadores llamado “FlyWire” liderado por la Universidad de Princeton. Ellos construyeron una hoja de ruta de neurona por neurona y sinapsis por sinapsis, o un atlas con 140.000 neuronas. Si bien, este mapa no está asociado a la acción/conducta, el comportamiento de la mosca de la fruta ha sido estudiado ampliamente y podría acoplarse al nuevo conectoma, descifrando con más precisión cómo funciona el cerebro.
Con el fin de lograr el registro de la actividad de las neuronas y obtener una respuesta global, otro grupo de investigadores de 12 laboratorios que conformaron una red (International Brain Laboratory – IBL) pudieron estudiar el cerebro de 139 ratones y más de 621 neuronas registradas en casi 300 áreas cerebrales. Una hazaña que se publicó en septiembre de este año en la revista Nature, a pesar que algunos comentaron en 2024, cuando apareció el mapa del cerebro de la mosca adulta de la fruta, que pasarían varios años para que se pudiera mapear el cerebro de un ratón. Pero ya es una realidad.
La imponderable e inesperada noticia, aparecida en Nature en dos artículos relacionados entre sí (No. 1 y No. 2), nos muestran un mapa completo de la actividad cerebral de un ratón durante una tarea de toma de decisiones que contenía componentes sensoriales, motores y cognitivos que permitieron detectar correlatos de sensación, elección, acción y recompensa en todo el cerebro; igualmente evaluaron la expectativa o posibilidades de estímulos con antecedentes previos. Se hizo una evaluación inicial del mapa de todo el cerebro que se comparó con la actividad neuronal relacionadas con la tarea.
Se evaluó una tarea conductual en donde los ratones fueron entrenados para responder ante un estímulo visual seguido por un ensayo de retroalimentación positiva (recompensa) o negativa. Es decir, la tarea que incluyó una conducta compleja y aprendida o entrenada probó que la información previa afecta la toma de decisiones después de realizar un trabajo que combinaba percepción, memoria y acción, hecho que permitió evaluar cómo el cerebro transforma información sensorial en comportamiento.
En suma, el mapa reveló que la actividad de las neuronas se propagó a distintas áreas del cerebro interconectadas y mostró cómo se integran los estímulos sensoriales con expectativas previas – factores cruciales para la percepción y cognición – para luego concretar la toma de decisiones.
Estos complicados y difíciles estudios muestran: una capacidad en el ratón de combinar la información sensorial con el conocimiento previo, crucial para la percepción y cognición, es decir, los ratones sesgan sus decisiones de acuerdo a perspectivas previas y que esta información preexistente está distribuida por todo el cerebro, sugiriendo la existencia de una red muy compleja de flujo de información, amén de que el conocimiento previo no necesariamente debe estar ubicado en el lugar de la toma de decisiones, sino que está distribuido por todo el cerebro, a las que yo llamaría “áreas de pensar”. Al mismo tiempo, la toma de decisión se hace en base a los últimos 5 ó 6 datos previos – experiencias o aprendizajes – más no en base al puro estímulo previo.
Algunos señalan que, entonces, este proceso no es lineal y que no existe un centro de mando en las decisiones por lo que la secuencia alineada que parte del estímulo y llega al comportamiento mostrada al principio de este artículo no ocurriría así.
Quizás, podrían ocurrir en paralelo o en forma simultánea algunas de estas actividades, debiendo estar coordinadas las distintas áreas involucradas en la toma de decisiones. Esta es mi apreciación ante una red de conexiones tan compleja. Lo que sí es cierto es que se comienza con el estímulo y se finaliza con una decisión y una acción/comportamiento.
Al final, durante la activación neuronal, el cerebro procesa la información y valora las opciones de acuerdo al conocimiento previo (percepción); dicho de otra manera, las expectativas previas moldean/sesgan las decisiones, hecho que reafirma la relevancia del ambiente/entorno (epigenética) en el comportamiento.
Es así que “el cerebro en su comportamiento adaptativo combina una amplia gama de información de experiencias previas, estímulos sensoriales actuales y contextos internos y ambientales…que implican interacciones entre millones de neuronas en circuitos locales o distribuidos en muchas regiones del cerebro”. Una escala única.
Sobre simplificando, si nos exponemos a nuevos estímulos crearemos nuevas conexiones y nuestra respuesta cambiará, generando un nuevo comportamiento después de un aprendizaje. Igualmente, un patrón de pensamiento se traduce en decisiones o respuestas, por lo que frente a pensamientos positivos que transmitan seguridad la decisión será más apropiada y responderemos debidamente mientras que la decisión será negativa ante una alta frecuencia de estímulos negativos. Si se repiten los positivos se logrará una percepción estimulante.
Esta transformación es compleja porque requiere disciplina y cambio de hábitos, pero se puede alcanzar. Así funciona el aprendizaje cuando estamos adiestrándonos para transformar nuestra manera de pensar. Aun cuando cambiar es difícil, sí se puede lograr.
Para resumir e insistiendo en lo que deseamos enseñar concluimos que la revolución de la neuroepigenética en el individuo es guiada por el encuentro entre los factores genéticos y los ambientales (epigenética), a más de las experiencias individuales y culturales por lo que es importante aprender, al máximo posible, lo significativo/sustancial del entorno durante toda la vida para desarrollar a plenitud el cerebro debido a que ahora conocemos que el neurodesarrollo no solamente ocurre durante el embarazo y la infancia sino hasta la vejez, así que somos dueños de nuestra transformación de acuerdo a las circunstancias.
Finalizamos con José Ortega y Gasset, incluyendo la filosofía porque en este mundo todo está interconectado. Él exponía: “Que la filosofía debía pensar y sitiar las creencias para promover nuevas ideas y explicar la realidad” y agregaba: “Yo soy yo y mi circunstancia, y si no la salvo a ella no me salvo yo”, frase vinculada a los procesos epigenéticos relacionados con el ambiente.
No nacimos en un estado acabado ni congelado en el tiempo, no somos solamente observadores, sino que cada ser humano es lo que le sucede y cómo actúa ante una determinada circunstancia. Tiene la libertad de elegir entre varias posibilidades. Es así como, a medida que vivimos, vamos desarrollando habilidades por medio del aprendizaje y la memoria, gracias a las redes neuronales.
Irene Pérez Schael
Imagen: Imagen mostrando el mapeo de 1 ml³ del cerebro de un ratón con más de mil neuronas. Smithsonian magazine – 2025
Nota: Dada la interrelación en las distintas áreas hasta ahora tratadas, se han repetido algunos aspectos a lo largo de los distintos temas que son indispensables para comprender el cerebro y la mente.
